KR101361366B1

KR101361366B1 - 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조

Info

Publication number: KR101361366B1
Application number: KR1020070059756A
Authority: KR
Inventors: 오영기
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2014-02-10
Also published as: KR20080111608A

Abstract

본 발명은 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조에 관한 것으로, 스티어링컬럼에 장착된 하우징(2)의 측부에 모터(1)가 장착되고, 상기 하우징(2)에 내장된 웜샤프트(3)의 단부(3a)가 모터축(1a)에 연결되며, 상기 웜샤프트(3)는 스티어링샤프트(4)에 장착된 웜휠(5)에 치합되고, 상기 웜샤프트(3)의 단부(3a)는 베어링(6)에 지지되며, 상기 베어링(6)과 하우징(2)의 사이에 러버부시(7)가 개재된 전동조향장치에 있어서, 상기 웜샤프트(3)의 단부(3a)와 모터축(1a)이 웜샤프트(3)의 웜기어 치외경보다 작게 축소성형되고 원통형 커플러(8)를 매개로 상대 회동가능하게 연결된 것을 특징으로 한다.

따라서, 전동조향장치를 보다 컴팩트하고 가볍게 제작할 수 있게 되고, 주변공간확보를 통해 설계자유도를 향상시킬 수 있게 되며, 웜샤프트 단부의 제작이 단순해져 공정이 단순화되고, 재료비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

전동조향장치의 웜샤프트 연결구조{worm shaft connecting structure of motor driven steering system}

도 1은 종래 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조의 부분 절개 평면도,

도 2는 종래 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조의 부분 절개 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조의 부분 절개 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조의 부분 절개 사시도,

도 5는 본 발명의 요부로서, 모터축과 웜샤프트 연결부의 확대 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 모터 1a : 모터축

2 : 하우징 3 : 웜샤프트

3a : 단부 4 : 스티어링샤프트

5 : 웜휠 6 : 베어링

7 : 러버부시 8 : 커플러

9a,9b : 핀

본 발명은 전동조향장치에 관한 것으로, 특히 장치가 보다 컴팩트하게 구성될 수 있도록 된 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조에 관한 것이다.

전동조향장치는 운전자의 스티어링휠 조작 및 차속에 따라 작동이 제어되는 모터의 구동력으로 보타력 및 조향반력을 제공하도록 된 조향장치로서, 모터로는 주로 직류모터를 사용하다가 최근에는 3상 브러시리스 교류모터를 사용한 개발이 늘고 있는 추세이다.

도 1,2에 도시된 바와 같이, 전동조향장치의 모터(1)는 스티어링컬럼에 장착되는 하우징(2)의 측면에 장착되고, 그 하우징(2)의 내측에는 웜샤프트(3)가 내장되어 모터축(1a)에 연결되어 있으며, 상기 웜샤프트(3)는 스티어링샤프트(4)의 외주에 장착되어 있는 웜휠(5)에 치합되어 있다.

따라서, 모터(1)의 구동력을 웜샤프트(3)와 웜휠(5)을 통해 감속하여 스티어링샤프트(4)에 전달할 수 있게 되어 있다.

또한, 상기 모터축(1a)에 연결되는 웜샤프트(3)의 단부(3a)는 베어링(6)에 의해 지지되어 있고, 그 베어링(6)과 하우징(2)의 사이에 러버부시(7)가 개재되어 있어, 러버부시(7) 자체의 물성과 웜샤프트(3)가 틸팅(tilting) 가능하게 된 것에 의하여 주행중 발생하는 충격이나 진동을 흡수함으로써 그로 인한 이음의 발생을 억제하였다.

그런데 종래에는 상기 웜샤프트(3)의 단부(3a)가 웜샤프트(3)에 형성되는 웜기어의 치외경과 같은 직경을 가지고 있어서, 상기 베어링(6)의 내경 또한 그에 맞추어 큰 치수를 가져야만 하므로 결국 베어링(6)의 크기가 비정상적으로 확대될 수 밖에 없었다.

그러한 크기의 확대는 베어링(6)의 경방향 뿐만 아니라 축방향으로도 이루어지므로 모터(1)가 웜샤프트(3)로부터 더 멀리 떨어져 위치될 수밖에 없어 장치의 전체 크기가 증대되어 설계자유도가 저하되고, 또한 하우징(2)의 크기가 커져 중량도 증가되는 문제점이 있었다.

또한, 웜샤프트(3)의 단부(3a)를 베어링(6)의 내경에 맞게 정밀 가공해야 하므로 공수가 증가하게 되며, 단부(3a)가 두꺼우므로 재료비용도 증가되는 문제점이 있었다.

그리고, 기본적으로 전동조향장치는 모터(1)로부터의 동력을 웜휠(5)에 원활히 전달하면서 진동 및 충격흡수 성능의 향상을 위해 웜샤프트(3)의 틸팅작동이 보다 원활하게 이루어질 것이 요구된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 사항을 감안하여 발명된 것으로, 모터의 구동력 전달을 원활히 수행하면서도 보다 자유로운 웜샤프트의 틸팅성능을 확보하여 진동 및 충격흡수 성능이 향상되고, 또한 베어링의 크기가 감소되어 모터를 웜샤프트쪽으로 근접하여 설치할 수 있게 되어 장치를 보다 컴팩트하게 제작할 수 있으며 중량도 저감될 수 있도록 된 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조를 제공함에 그 목적 이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

스티어링컬럼에 장착된 하우징의 측부에 모터가 장착되고, 상기 하우징에 내장된 웜샤프트의 단부가 모터축에 연결되며, 상기 웜샤프트는 스티어링샤프트에 장착된 웜휠에 치합되고, 상기 웜샤프트의 단부는 베어링에 지지되며, 상기 베어링과 하우징의 사이에 러버부시가 개재된 전동조향장치에 있어서,

상기 웜샤프트의 단부와 모터축이 웜샤프트의 웜기어 치외경보다 작게 축소성형되고 원통형 커플러를 매개로 상대 회동가능하게 연결된 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 베어링의 크기가 감소됨으로써 모터를 웜샤프트쪽에 가깝게 배칠할 수 있게 되어 장치의 크기가 줄어들게 된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조의 부분 절개 평면도이고, 도 4는 부분 절개 사시도이며, 도 5는 모터축과 웜샤프트 연결부의 확대 사시도이다.

도시된 바와 같이, 웜샤프트(3)는 웜휠(5)의 축방향 즉, 스티어링샤프트(4)의 축방향에 대하여 수직한 방향으로 웜휠(5)에 치합되어 있고, 웜샤프트(3)의 일측 단부(3a)는 반경방향 유동을 허용하는 커플러(8)를 매개로 모터축(1a)에 연결되어 있으며, 모터(1)는 하우징(2)의 측부에 장착되어 있다.

상기 커플러(8)는 베어링(6)에 의해 지지되는 원통이며, 상기 베어링(6)은 러버부시(7)에 의해 지지된다.

상기 커플러(8)는 양측 단부에 상호 직교하는 방향으로 관통구멍(8a,8b)이 형성된다.

상기 모터축(1a)과 웜샤프트(3)의 단부(3a)는 웜샤프트(3)에 형성되는 웜기어의 치외경보다 작은 직경으로 동일하게 축소 성형됨과 더불어 상기 커플러(8)의 내경보다 작은 직경을 갖도록 제작된다. 또한 모터축(1a)과 상기 단부(3a)의 상호 마주보는 단면은 반구형으로 형성된다.

그리고, 상기 모터축(1a)과 웜샤프트(3)의 단부(3a)에도 상기 커플러(8)의 관통구멍(8a,8b)과 마주보는 위치에 관통구멍(1b,3b)이 형성된다.

따라서, 커플러(8)의 양측 개구로 상기 모터축(1a)과 웜샤프트(3)의 단부(3a)가 각각 삽입되고, 일치된 관통구멍(8a와 1b, 8b와 3b)으로 각각 핀(9a,9b)이 삽입되어 모터축(1a)과 웜샤프트(3)의 단부(3a)가 연결된다.

상기와 같이 연결됨으로써 모터(1)의 구동력이 모터축(1a), 핀(9a), 커플러(8), 핀(9b), 웜샤프트(3)의 단부(3a)를 통해 웜휠(5)로 원활하게 전달된다.

더불어, 상기 모터축(1a)과 웜샤프트(3)의 단부(3a)는 각각 커플러(8)에 핀(9a,9b)을 매개로 연결되어 있으므로 상기 웜샤프트(3)가 모터축(1a)에 대하여 핀(9b)을 중심으로 회동될 수 있다.

따라서 웜샤프트(3)의 틸팅작동이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 됨으로써 주행시 웜휠(5)을 통해 전달되는 충격이나 진동에 의한 이음을 보다 효과적으로 억 제할 수 있게 된다.

한편, 상기 웜샤프트(3)의 단부(3a)가 그 치외경보다 작게 축소 형성됨으로써 종래에 비하여 베어링(6)의 내경이 축소될 수 있게 된다.

따라서, 상기 베어링(6)은 그 직경뿐만 아니라 축방향 두께를 작게 설계/제작할 수 있게 되며, 베어링(6) 및 러버부시(7)가 설치되는 하우징(2)의 부분을 보다 작게 형성할 수 있게 된다. 즉, 도 3에서 축방향으로는 L1→L2로, 경방향으로는 L3→L4로 감소시킬 수 있게 된다.

이와 같이 하우징(2)의 크기를 감소시킬 수 있게 됨으로써 장치의 중량이 감소하게 된다.

특히, 상기와 같은 축방향의 감소분(L1→L2)만큼 베어링(6)의 위치를 웜샤프트(3)쪽으로 이동시킬 수 있게 되므로 상기 모터(1)의 위치 또한 웜샤프트(3)쪽 즉, 스티어링컬럼에 보다 근접하게 위치시킬 수 있게 된다.

따라서, 장치 전체의 크기를 감소시켜 보다 컴팩트하게 구성할 수 있게 된다.

상기와 같이, 전동조향장치가 컴팩트화됨으로써 주변 장치들과의 사이에 공간이 추가 확보되어 설계자유도가 향상되는 장점이 있다.

한편, 상기 웜샤프트(3)의 단부를 단순한 축형상으로 제작함으로써 별도의 정밀한 가공이 필요없게 되어 공정이 단순화되며, 재료 소모량이 줄어듦으로써 원가 절감에도 효과가 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전동조향장치를 보다 컴팩트하고 가볍게 제작할 수 있게 되고, 주변공간확보를 통해 설계자유도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 웜샤프트 단부의 제작이 단순해져 공정이 단순화되고, 재료비용이 절감되는 효과도 있다.

Claims

스티어링컬럼에 장착된 하우징(2)의 측부에 모터(1)가 장착되고, 상기 하우징(2)에 내장된 웜샤프트(3)의 단부(3a)가 모터축(1a)에 연결되며, 상기 웜샤프트(3)는 스티어링샤프트(4)에 장착된 웜휠(5)에 치합되고, 상기 웜샤프트(3)의 단부(3a)는 베어링(6)에 지지되며, 상기 베어링(6)과 하우징(2)의 사이에 러버부시(7)가 개재된 전동조향장치에 있어서,

상기 웜샤프트(3)의 단부(3a)와 모터축(1a)이 웜샤프트(3)의 웜기어 치외경보다 작게 축소성형되고 원통형 커플러(8)를 매개로 상대 회동가능하게 연결되고,

상기 모터축(1a)과 상기 단부(3a)의 상호 마주보는 단면은 반구형으로 이루어지며, 상기 베어링(6)은 상기 원통형 커플러(8)의 외경에 맞춰 축소된 내경에 의해 외경 축소가 이루어지고, 상기 러버부시(7)는 상기 베어링(6)의 외경에 맞춰 축소된 내경에 의해 외경 축소가 이루어지며, 상기 하우징(2)은 상기 베어링(6) 및 상기 러버부시(7)의 크기 축소에 맞춰 상기 웜샤프트(3)의 축방향과 반경방향으로 각각 축소되는 것을 특징으로 하는 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조.
청구항 1에 있어서, 상기 웜샤프트(3)의 단부(3a)와 모터축(1a)이 상기 커플러(8)의 양쪽에 삽입되어 상호 직교하는 방향으로 관통 삽입되는 핀(9a,9b)으로 연결된 것을 특징으로 하는 전동조향장치의 웜샤프트 연결구조.